DE3415625C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Zündelement mit einer Soll-Funkenstrecke nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to an electrical ignition element a target spark gap according to the preamble of Main claim.

Bei elektrischen Zündelementen der eingangs genannten Gattung besteht die Gefahr, daß zwischen dem leitenden Gehäuse und dem eigentlichen Zündelement, bestehend aus Polstücken und dazwischen liegender Zündbrücke, ein elektrisches Potential entsteht. Wird dieses Potential, das z. B. durch elektrostatische Aufladungen entsteht, hoch genug, so kann es zu einem Funkenüberschlag zwischen Gehäuse und der Zündbrückenstruktur kommen, der den Zündsatz ungewollt zündet, was selbstverständlich ver­ mieden werden muß.With electrical ignition elements of the aforementioned Genus there is a risk that between the senior Housing and the actual ignition element, consisting of Pole pieces and the ignition bridge between them electrical potential arises. If this potential, the Z. B. arises from electrostatic charges, high enough so there can be a sparkover between Housing and the ignition bridge structure come, the Ignition charge ignites unintentionally, which of course ver must be avoided.

Aus der US-PS 33 33 538 ist ein elektrisches Zündelement bekannt, bei dem innerhalb des Isolierkörpers eine Soll-Funkenstrecke aufgebaut ist, die eine ungefährliche Entladung eines Potentials zwischen Polkörpern und Gehäuse sicherstellen soll. Die Soll-Funkenstrecke wird hierbei durch Trennlinien zwischen kupferkaschierten Flächen gebildet, die einerseits mit dem Gehäuse, ande­ rerseits mit den Polstücken in Verbindung stehen. Dadurch, daß die Soll-Funkenstrecke innerhalb des Isolierkörpers aufgebaut ist, ist der Zündsatz vor dem Funken geschützt. Die bekannte Anordnung ist jedoch äußerst schwierig herzustellen, da der Isolierkörper nur in mehreren Verfahrensschritten zusammengesetzt werden kann, wodurch sich die Herstellungskosten merklich er­ höhen. Zum zweiten ergibt sich durch das Einbringen der metallisierten Flächen in den Isolierkörper eine Schwächung der mechanischen Widerstandskraft des Isolierkörpers gegenüber den Explosionsdrücken. From US-PS 33 33 538 is an electrical ignition element known, in which within the insulating body Target spark gap is built up, which is a harmless Discharge of a potential between polar bodies and To ensure housing. The target spark gap is here by dividing lines between copper-clad Surfaces formed on the one hand with the housing, other on the one hand are connected to the pole pieces. The fact that the target spark gap within the Insulator is built, the primer is in front protected from sparks. However, the known arrangement is extremely difficult to manufacture because the insulating body only can be put together in several process steps can, which noticeably increases the manufacturing costs heights. Secondly, the introduction of metallized surfaces in the insulating body Weakening of the mechanical resistance of the Insulator against the explosion pressures.  

Zum dritten ist es außerordentlich schwierig, nicht nur definiert breite Funkenstrecken in der metallisierten Schicht zu schaffen, sondern die metallisierten Schichten auch in guten Kontakt zum Gehäuse bzw. zu den Polstücken zu bringen. Bei Metallschicht-Zünd­ elementen, wie sie beispielsweise aus der DE-PS 20 20 016 oder der US-PS 34 20 174 bekannt sind, die mit besonders gut reproduzierbaren elektrischen Eigenschaften hergestellt werden können, sind solche Soll-Funkenstrecken nicht bekannt.Third, it is extremely difficult, not only defines wide spark gaps in the metallized To create layer, but the metallized Layers also in good contact with the housing or to to bring the pole pieces. With metal layer ignition elements, such as those from DE-PS 20 20 016 or US-PS 34 20 174 are known those with particularly reproducible electrical Properties that can be produced are such Target spark gaps not known.

Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Zündelement mit einer genau definierten, vom Zündsatz abgeschirmten Soll-Funkenstrecke zu schaffen, das einfach und kostengünstig herstellbar ist.Based on the prior art mentioned above, it is Object of the present invention, an electrical Ignition element with a precisely defined, from the primer shielded target spark gap to create that simple and is inexpensive to manufacture.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Teile der Metall­ schicht mit dem Gehäuse verbunden und durch eine Aus­ nehmung definierter Breite, welche die Soll-Funkenstrecke bildet, von den mit den Polstücken verbundenen Flächen­ teilen der Metallschicht getrennt sind, und daß die Aus­ nehmung durch einen elektrisch isolierenden Schutzkörper gegenüber dem Zündsatz abgedeckt ist.This object is achieved in that parts of the metal layer connected to the housing and by an off Take defined width, which is the target spark gap forms, from the surfaces connected to the pole pieces parts of the metal layer are separated, and that the Aus with an electrically insulating protective body is covered compared to the primer.

Durch diese Ausführung eines elektrischen Zündelementes benötigt man keine zusätzlichen Metallteile, die mit den Polstücken verbunden werden müssen, sondern kommt mit einer einzigen, ohnehin für die Zündbrücke aufzubringenden Metallschicht aus. Through this design of an electrical ignition element you do not need any additional metal parts that match the Pole pieces must be connected, but comes with a single one that has to be used for the ignition bridge anyway Metal layer.  

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Zündelementes ist der Isolierkörper mit darin befindlichen Polstücken in einer elektrisch leitenden Montagehülse angeordnet und bildet mit dieser eine Einheit. Die Endfläche dieser Einheit wird auf ihrer dem Zündsatz(nach dem Einbau) zugewandten Fläche plan geschliffen, poliert und mit der Metallschicht z. B. durch Bedampfen, Kathodenzerstäubung oder in Galvano­ technik versehen. Anschließend bildet man die Zünd­ brücke, indem man in entsprechenden Bereichen die Metallschicht entfernt und formt auf die gleiche Weise die Ausnehmung. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der eine Pol der Zündbrücke mit dem Gehäuse, der andere Pol mit den Polstücken in elektrisch gut leitender Verbindung steht. Hierbei entfernt man die Metallschicht z. B. im Foto-Ätzverfahren, vorzugsweise jedoch, indem man sie mittels eines Laserstrahls verdampft. Dieses "Laser-Schneidverfahren" ist bei den üblicherweise äußerst dünnen Metallschichten mit höchster Genauigkeit und dennoch äußerst kostengünstig und schnell durch­ führbar.In a preferred embodiment of the invention According to the ignition element is the insulating body with it located pole pieces in an electrically conductive Mounting sleeve arranged and forms one with this Unit. The end face of this unit is on her the surface facing the primer (after installation) ground, polished and with the metal layer z. B. by vapor deposition, cathode sputtering or in galvano technology provided. Then you make the ignition bridge the corresponding areas Metal layer is removed and reshaped to the same Way the recess. This ensures that the one pole of the ignition bridge with the housing, the other pole with the pole pieces in good electrical conductivity Connection is established. This removes the metal layer e.g. B. in the photo-etching process, but preferably by it evaporates using a laser beam. This "Laser cutting process" is common with those extremely thin metal layers with the highest accuracy and yet extremely inexpensive and fast feasible.

Der Schutzkörper, der aus Keramik, vorzugsweise aus Aluminiumoxid-Keramik oder aus Kunststoff, vorzugsweise aus faserverstärktem Kunststoff wie Epoxid- oder Poly­ esterharz besteht, wird dann auf die fertig bearbeitete Metallschicht aufgebracht und mit dieser fest verbunden. Diese Verbindung geschieht vorzugsweise dadurch, daß man den Schutzkörper auf einer seiner Flächen mit einer Schmelzkleberschicht versieht und unter Wärmeeinwirkung aufpreßt. Durch diese Aufklebung gelingt es, die Soll- Funkenstrecke, bzw. die Ausnehmung sicher gegenüber dem Zündsatz abzudecken, so daß ein Funkenüberschlag in der Ausnehmung keine ungewollte Zündung verursachen kann. The protective body, which is made of ceramic, preferably Alumina ceramic or plastic, preferably made of fiber-reinforced plastic such as epoxy or poly ester resin, is then processed on the finished Metal layer applied and firmly connected to this. This connection is preferably done by: the protective body on one of its surfaces with a Hot melt adhesive layer provides and under the influence of heat presses on. With this sticker it is possible to Spark gap, or the recess safe compared to that Ignition charge to cover, so that a sparkover in the Recess can not cause unwanted ignition.  

Um eine möglichst genau definierte Soll-Funkenstrecke zu erzeugen, wird vorteilhafterweise im Schutzkörper eine Einsenkung oder Rille angebracht, die genau gegenüber der Soll-Funkenstrecke liegt bzw. diese über­ spannt.A target spark gap as precisely defined as possible to generate, is advantageously in the protective body a depression or groove attached that exactly compared to the target spark gap or this over tense.

Das so hergestellte Bauteil wird dann in den zylindrischen Teil des Gehäuses eingebracht und mit diesem vorzugsweise durch Schweißen verbunden. Anschließend wird der Zündsatz eingepreßt.The component thus produced is then in the cylindrical Introduced part of the housing and preferably with this connected by welding. Then the Ignition charge pressed in.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Metallschicht im Maskenverfahren nur dort aufzubringen, wo metallisierte Zonen bestehen sollen, so daß sich ein späteres Abdampfen oder Abätzen erübrigt. Auch mit diesem Verfahren ist es möglich, geringste Übergangswiderstände zwischen der Metallschicht und den Polstücken zu erzielen.Of course, it is also possible to use the metal layer can only be applied in the mask process where metallized Zones should exist so that there is a later evaporation or etching is unnecessary. It is also with this procedure possible, lowest contact resistance between the To achieve metal layer and the pole pieces.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigtThe following is a preferred embodiment the present invention with reference to figures explained. Here shows

Fig. 1 einen Längschnitt durch eine bevorzugte Aus­ führungsform des elektrischen Zündelementes entlang der Linie I-I aus Fig. 2, Fig. 1 shows a longitudinal section through a preferred form of the electrical ignition element from the guide along the line II in Fig. 2,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1 und Fig. 2 is a horizontal section along the line II-II of Fig. 1 and

Fig. 3 eine weitere bevorzugte Ausführungsform in der Darstellung nach Fig. 1. Fig. 3 shows a further preferred embodiment, in the illustration of FIG. 1.

Nach Fig. 1 ist die Montagehülse 12 mit einer konischen Innenbohrung 14 und einem Endflansch versehen. Hierbei ist der Konus so gerichtet, daß der in der Montagehülse 12 befindliche Isolierkörper 11 sich auch bei sehr hohen Explosionsdrücken nicht aus der Montage­ hülse 12 lösen und aus dieser austreten kann.According to Fig. 1, the mounting sleeve 12 with a conical inner bore 14 and an end flange is provided. Here, the cone is directed so that the insulator 11 located in the mounting sleeve 12, even at very high explosion pressures not solve sleeve 12 from the assembly and can exit therefrom.

Die Endfläche der Montagehülse 12 mit darin befindlichem Isolierkörper 11 und Polstücken 8 ist plan geschliffen und mit einer äußerst dünnen Metallschicht 7 versehen. In der Metallschicht 7 befinden sich die Ausnehmungen 1 und 10, deren Form aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Ausnehmungen 10 sind zwei gerade, zueinander parallele Schnitte, die von außen über eine definierte Tiefe in die kreisflächenförmige Metallschicht so hineinführen, daß sie gleich weit vom Zentrum der Metallschicht enden. Die Richtung der beiden Schnitte 10 steht hierbei senk­ recht auf der Verbindungsachse der beiden Polstücke 8. Auf diese Weise stehen die jeweils mit einem der Polstücke 8 in Verbindung stehenden Zonen der Metall­ schicht 7 nur noch über eine kurze Bahn in Verbindung, welche eine definierte Zündbrücke 4 bildet. Die Ausnehmung 1 wird als kreisförmiger Schnitt konzentrisch zur kreisflächenförmigen Metallschicht 7 ausgeführt, der beide Polstücke 8 umfaßt.The end face of the mounting sleeve 12 with the insulating body 11 and pole pieces 8 located therein is ground flat and provided with an extremely thin metal layer 7 . The recesses 1 and 10 , the shape of which can be seen in FIG. 2, are located in the metal layer 7 . The recesses 10 are two straight, mutually parallel cuts which lead from the outside over a defined depth into the circular metal layer in such a way that they end at the same distance from the center of the metal layer. The direction of the two cuts 10 is perpendicular to the connecting axis of the two pole pieces 8 . In this way, the zones of the metal layer 7 which are in each case connected to one of the pole pieces 8 are only connected via a short path which forms a defined ignition bridge 4 . The recess 1 is designed as a circular section concentric with the circular metal layer 7 , which comprises both pole pieces 8 .

Die solchermaßen bearbeitete Metallschicht 7 ist an ihrem Rand von einem ringförmigen Schutzkörper 2 über­ deckt, dessen Außendurchmesser dem der Metallschicht 7 entspricht und dessen Innendurchmesser mindestens so klein ist, daß die Ausnehmung 1 sicher überdeckt ist, die aber mindestens so groß ist, daß die Zündbrücke 4 in ihrer Gesamtheit unüberdeckt bleibt. The metal layer 7 processed in this way is covered at its edge by an annular protective body 2 , whose outer diameter corresponds to that of the metal layer 7 and whose inner diameter is at least so small that the recess 1 is securely covered, but which is at least so large that the ignition bridge 4 remains uncovered in its entirety.

Zwischen dem Schutzkörper 2 und der Metallschicht 7 befindet sich eine Schmelzkleberschicht 13.A hot-melt adhesive layer 13 is located between the protective body 2 and the metal layer 7 .

Weiterhin weist der Schutzkörper 2 eine Einsenkung oder Rille 5 auf, welche die Ausnehmung 1 überspannt. Auf diese Weise hat der Schutzkörper 2 auf die Feld­ stärke zwischen den Polen der Zündstrecke keinen Einfluß, so daß die elektrischen Eigenschaften der Zündstrecke genau definierbar sind. Die Breite der Zündstrecke i und der Rille 5 kann im wesentlichen beliebig gewählt werden, wobei eine Breite von etwa 50 bis 100 µm angebracht ist. Die Rille 5 wird vorzugsweise breiter und tiefer ausgelegt, als die Ausnehmung i.Furthermore, the protective body 2 has a depression or groove 5 which spans the recess 1 . In this way, the protective body 2 has no influence on the field strength between the poles of the ignition path, so that the electrical properties of the ignition path can be precisely defined. The width of the ignition path i and the groove 5 can essentially be chosen as desired, a width of approximately 50 to 100 μm being appropriate. The groove 5 is preferably designed wider and deeper than the recess i.

Die ganze Anordnung, bestehend aus Montagehülse 12, Isolierkörper 11 mit darin befindlichen Polstücken 8, aufgebrachter Metallschicht 7 und darauf befindlichem Schutzkörper 2 mit Schmelzkleberschicht 13 ist in den im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 9 des Gehäuses eingesetzt und mit diesem am inneren Umfangsrand des Flansches der Montagehülse 12 verschweißt.The entire arrangement, consisting of mounting sleeve 12 , insulating body 11 with pole pieces 8 therein, metal layer 7 applied thereon and protective body 2 with hot-melt adhesive layer 13 located thereon, is inserted into the essentially cylindrical section 9 of the housing and with it on the inner peripheral edge of the flange of the mounting sleeve 12 welded.

Selbstverständlich ist es möglich, die Ausnehmungen 1 und 10 anders zu gestalten, wobei dann natürlich die Form des Schutzkörpers 2 entsprechend angepaßt werden muß. Die hier gezeigte Ausführungsform ist jedoch besonders einfach herzustellen, da gerade und kreis­ förmige Schnitte den geringsten Führungsaufwand bei der Bearbeitung mittels Laserstrahl erfordern.Of course, it is possible to design the recesses 1 and 10 differently, in which case the shape of the protective body 2 must of course be adapted accordingly. The embodiment shown here is, however, particularly easy to manufacture, since straight and circular cuts require the least amount of guidance when processing by means of a laser beam.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die Montagehülse 12 mit zwei gegeneinander gerichteten konischen Innenbohrungen 14 und 15 versehen. Die Konusformen sind dabei so orientiert, daß der in der Montagehülse 12 befindliche Isolierkörper 11 sich weder bei sehr hohen Explosionsdrücken noch entsprechenden Beschleunigungskräften aus der Montagehülse 12 lösen und aus dieser weder nach vorne noch nach hinten heraus­ treten kann.In a further preferred embodiment according to FIG. 3, the mounting sleeve 12 is provided with two conical inner bores 14 and 15 directed towards one another. The cone shapes are oriented in such a way that the insulating body 11 located in the mounting sleeve 12 cannot be released from the mounting sleeve 12 at very high explosion pressures or corresponding acceleration forces, and cannot emerge from the front or rear of it.

Claims (9)

1. Elektrisches Zündelement mit Soll-Funkenstrecke, mit einem elektrisch leitenden Gehäuse, einem Isolierkörper und darin befindlichen Polstücken, mit einer Metallschicht auf der einem Zündsatz zugewandten inneren Fläche des Isolierkörpers, die mit den Polstücken verbunden ist und eine Zündbrücke zwischen ihnen bildet, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Metallschicht (7) mit dem Gehäu­ se (9, 12) verbunden und durch eine Ausnehmung (1) definierter Breite, welche die Soll-Funkenstrecke bildet, von den mit den Polstücken (8) verbundenen Flächenteilen der Metallschicht (7) getrennt sind, und daß die Ausnehmung (i) durch einen elektrisch isolierenden Schutzkörper (2) gegenüber dem Zünd­ satz (6) abgedeckt ist.1. Electrical ignition element with target spark gap, with an electrically conductive housing, an insulating body and pole pieces located therein, with a metal layer on the inner surface of the insulating body facing an ignition set, which is connected to the pole pieces and forms an ignition bridge between them, characterized that parts of the metal layer (7) with the Gehäu se (9, 12) and by a recess (1) of defined width, which forms the target radio link, from those associated with the pole pieces (8) surface parts of the metal layer (7) are separated, and that the recess (i) is covered by an electrically insulating protective body ( 2 ) relative to the ignition set ( 6 ). 2. Zündelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des Gehäuses, mit denen die Metall­ schicht (7) verbunden ist, von einer Montagehülse (12) gebildet sind, in der sich der Isolierkörper (11) mit Polstücken (8) befindet und deren dem Zünd­ satz (6) zugewandtes Ende mit dem Isolierkörper (11) und den Polstücken (8) plan abschließt, wobei die Metallschicht (7) auf die so gebildete Fläche aufgebracht ist. 2. Ignition element according to claim 1, characterized in that the parts of the housing, with which the metal layer ( 7 ) is connected, are formed by an assembly sleeve ( 12 ) in which the insulating body ( 11 ) with pole pieces ( 8 ) is located and the ignition set ( 6 ) facing end with the insulating body ( 11 ) and the pole pieces ( 8 ) ends flat, the metal layer ( 7 ) being applied to the surface thus formed. 3. Zündelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (2) mit der Metallschicht (7) fest verbunden ist.3. Ignition element according to one of the preceding claims, characterized in that the protective body ( 2 ) with the metal layer ( 7 ) is fixedly connected. 4. Zündelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Schutzkörper (2) und Metallschicht (7) durch eine Schmelzkleberschicht (13) gebildet ist.4. Ignition element according to claim 3, characterized in that the connection between protective body ( 2 ) and metal layer ( 7 ) is formed by a hot melt adhesive layer ( 13 ). 5. Zündelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (2) und die Ausnehmung (1) ringförmig ausgebildet sind.5. Ignition element according to one of the preceding claims, characterized in that the protective body ( 2 ) and the recess ( 1 ) are annular. 6. Zündvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutz­ körper (2) eine die Ausnehmung überspannende Einsenkung (5) aufweist.6. Ignition device according to one of the preceding claims, characterized in that the protective body ( 2 ) has a recess spanning the recess ( 5 ). 7. Zündelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (2) aus Keramik, vorzugsweise aus Aluminiumoxid-Keramik oder aus Kunststoff, vorzugsweise aus faserverstärktem Kunststoff wie Epoxid- oder Polyesterharz besteht.7. Ignition element according to one of the preceding claims, characterized in that the protective body ( 2 ) consists of ceramic, preferably of aluminum oxide ceramic or of plastic, preferably of fiber-reinforced plastic such as epoxy or polyester resin. 8. Verfahren zur Herstellung eines Zündelementes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die Ausnehmung (1) durch Ver­ dampfen der durchgehend aufgebrachten Metall­ schicht (7) mittels eines Laserstrahls herstellt. 8. A method for producing an ignition element according to one of the preceding claims, characterized in that the recess ( 1 ) is produced by evaporating the continuously applied metal layer ( 7 ) by means of a laser beam. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zündbrücke (4) aus der Metallschicht (7) herausarbeitet, in dem man mit einem Laserstrahl in entsprechend geformten Bereichen (10) die Metall­ schicht (7) verdampft.9. The method of claim 8, characterized in that working out the ignition bridge (4) from the metal layer (7), in which one with a laser beam in correspondingly shaped regions (10), the metal layer (7) evaporates.